• 제목/요약/키워드: discretization

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재료의 구성모델에 따른 철근콘크리트 골조의 비선형 동적거동 특성 차이에 관한 연구 (Nonlinear Dynamic Analysis of RC Frames Based on Constitutive Models of Constituent Materials)

  • 허영애;강현구
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제17권4호
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    • pp.1-8
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    • 2013
  • 철근콘크리트 구성요소에 대한 비탄성 거동 모델 개발은 철근콘크리트 구조물에 대한 성능기반 내진평가의 정밀도 향상에 있어 매우 중요한 요소로 본 연구에서는 지진과 같은 불규칙 반복 하중에 대한 철근콘크리트 구조물의 비선형 동적응답을 예측함에 있어 콘크리트 구성모델의 특성에 따른 민감도를 고찰하고자 하였다. 해석결과에 따르면 구속된 코어 콘크리트 모델과 일반 콘크리트의 구성모델은 동적응답에 큰 영향을 끼치지 않았으나 철근의 경우에 층간변위와 관련하여 구성모델에 따른 동적거동은 매우 민감하게 응답하는 것으로 나타났으며, 몇 개 층에서의 층간변위는 그 차이가 철근 구성모델 선택에 따라 2배 이상 차이 나는 것으로 나타났다. 따라서 Non-ductile과 Ductile 골조 공히 비선형 동적해석을 수행하는데 있어 정밀한 철근 구성모델의 선택은 매우 중요한 것으로 사료된다.

혼합 체적-경계 적분방정식법을 이용한 탄성해석 방법 개발 (Development of an Elastic Analysis Technique Using the Mixed Volume and Boundary Integral Equation Method)

  • 이정기;허강일;진원재
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제26권4호
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    • pp.775-786
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    • 2002
  • A Mixed Volume and Boundary Integral Equation Method is applied for the effective analysis of elastic wave scattering problems and plane elastostatic problems in unbounded solids containing general anisotropic inclusions and voids or isotropic inclusions. It should be noted that this newly developed numerical method does not require the Green's function for anisotropic inclusions to solve this class of problems since only Green's function for the unbounded isotropic matrix is involved in their formulation for the analysis. This new method can also be applied to general two-dimensional elastodynamic and elastostatic problems with arbitrary shapes and number of anisotropic inclusions and voids or isotropic inclusions. In the formulation of this method, the continuity condition at each interface is automatically satisfied, and in contrast to finite element methods, where the full domain needs to be discretized, this method requires discretization of the inclusions only. Finally, this method takes full advantage of the pre- and post-processing capabilities developed in FEM and BIEM. Through the analysis of plane elastostatic problems in unbounded isotropic matrix with orthotropic inclusions and voids or isotropic inclusions, and the analysis of plane wave scattering problems in unbounded isotropic matrix with isotropic inclusions and voids, it will be established that this new method is very accurate and effective for solving plane wave scattering problems and plane elastic problems in unbounded solids containing general anisotropic inclusions and voids/cracks or isotropic inclusions.

Landsat 영상을 활용한 북한 주요도시의 도시화 지수 분석 (Urbanization Analysis of Major City in North Korea Using Landsat Imagery)

  • 김준현
    • 한국측량학회지
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    • 제33권4호
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    • pp.277-286
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    • 2015
  • 본 연구는 Landsat 영상을 활용하여 북한 주요도시의 토지이용변화에 따른 NDVI와 NDBI를 구하고 이를 차분화한 UI지수를 통한 공간성(LISA)을 분석하였다. 연구결과, 개성과 평양 모두 도시화의 정도는 커졌으나, 공간적 성향은 서로 상반된 것으로 나타났다. 북한의 핵심지역인 평양의 도시화 지수는 1994년부터 개성보다 더 빠른 추세로 진행되고 있었고 기존 도심에서 주변으로 점차 확장되어 도시 전반적으로 시가화 개발이 이뤄지고 있었다. 반면 개성의 경우 NDVI 수치의 변화폭이 많은 점 등으로 미뤄볼 때 기존의 산림과 같은 식생지역을 개발하여 시가지로 확장되는 패턴으로 하나의 지역에서 집중적으로 도시화가 이루어지고 있었다. 본 연구결과 UI와 LISA 분석만으로도 북한의 도시화 정도와 공간적 특성을 파악하는데 필요한 자료의 추출이 가능함과 동시에 향후 북한의 도시변화와 정치적 영향력이 어떠한 형태로 변화되는지 등의 공간성을 파악하는데 유용한 방법론을 제시 할 수 있을 것으로 판단된다.

상황 인식 모바일 컴퓨팅을 위한 사운드 분류 시스템의 설계 및 구현 (Design and Implementation of a Sound Classification System for Context-Aware Mobile Computing)

  • 김주희;이석준;김인철
    • 정보처리학회논문지:소프트웨어 및 데이터공학
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    • 제3권2호
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    • pp.81-86
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    • 2014
  • 본 논문에서는 스마트폰 사용자의 실시간 상황 인식을 위한 효과적인 사운드 분류 시스템을 제안한다. 이 시스템은 전처리 과정에서 입력 사운드 데이터로부터 고요한 사운드와 화이트 노이즈를 미리 여과해버림으로써, 제한적인 계산 자원의 불필요한 소모를 막을 수 있다. 또한 에너지 레벨이 낮은 사운드 데이터들은 사전에 증폭시킴으로써, 이들에 대한 분류 성능을 향상시킬 수 있다. 또, 제안하는 사운드 분류 시스템은 HMM 분류 모델의 효율적인 학습과 적용을 위해 k-평균 군집화를 이용하여 특징 벡터들에 대한 차원 축소와 이산화를 수행한다. 한 대학 연구동내 일상생활로부터 수집한 8가지 유형의 사운드 데이터 집합을 이용하여 제안한 시스템의 성능 분석 실험을 수행하였다. 이 실험을 통해 본 논문에서 제안한 사운드 분류 시스템은 높은 분류 성능을 보여 주었다.

이산 웨이블릿을 이용한 Bubbly flow의 유통분리기법 (Flow Field Separating Technique in Bubbly Flow using Discrete Wavelet)

  • 조효제;도덕희;최제은;;강병윤
    • 한국항해항만학회지
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    • 제32권10호
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    • pp.777-783
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    • 2008
  • 입자영상속도계(PIV)의 해석에 웨이블릿 변환을 적용하여 정성적인 유동정보뿐만 아니라 공간분해능을 갖는 정량적인 속도장 정보를 제공하고 있다 이 기법은 기포유동(bubbly flow)과 같은 다상(multi-phase)의 유동구조를 해석하는 데도 유용하게 살일 수 있다. 본 연구에서는 기체와 액체의 이상유동(two-pase flow)에 PIV기법을 적용하고 이산 웨이블릿 변환을 사용하여 유장해석을 수행함으로써, 기포를 포함한 속도장 특성과 유동특성을 조사한다.

Atomic norm minimization을 통한 수중 방사 소음 신호의 토널 주파수 탐지 (Detection of tonal frequency of underwater radiated noise via atomic norm minimization)

  • 김준한;김진홍;심병효;홍정표;김성일;홍우영
    • 한국음향학회지
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    • 제38권5호
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    • pp.543-548
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    • 2019
  • 수중 표적의 기어박스 및 보조 장치 등으로부터 방사되는 토널 신호의 주파수 성분은 처리하고자 하는 주파수 대역에 비해 상대적으로 적어 희소신호로 모델링될 수 있다. 근래에 토널 신호의 주파수 희소성을 이용하여 빠른 시간 내에 적은 수의 관측치로 토널 주파수를 복원하는 압축센싱 기반의 연구가 활발히 진행되고 있다. 기존의 방법들은 이산(discrete) 주파수 영역에서 주파수를 검출하기 때문에 이산화로 인한 basis mismatch error가 불가피하다. 본 논문에서는 atomic norm minimization을 이용하여 적은 수의 관측치로 연속(continuous) 주파수 영역에서 토널 주파수를 검출하는 기법을 제안한다. 모의실험을 통해 기존의 기법들에 비해 제안하는 기법의 성능이 정확성과 평균제곱오차 측면에서 우수함을 확인하였다.

Structural modal identification and MCMC-based model updating by a Bayesian approach

  • Zhang, F.L.;Yang, Y.P.;Ye, X.W.;Yang, J.H.;Han, B.K.
    • Smart Structures and Systems
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    • 제24권5호
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    • pp.631-639
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    • 2019
  • Finite element analysis is one of the important methods to study the structural performance. Due to the simplification, discretization and error of structural parameters, numerical model errors always exist. Besides, structural characteristics may also change because of material aging, structural damage, etc., making the initial finite element model cannot simulate the operational response of the structure accurately. Based on Bayesian methods, the initial model can be updated to obtain a more accurate numerical model. This paper presents the work on the field test, modal identification and model updating of a Chinese reinforced concrete pagoda. Based on the ambient vibration test, the acceleration response of the structure under operational environment was collected. The first six translational modes of the structure were identified by the enhanced frequency domain decomposition method. The initial finite element model of the pagoda was established, and the elastic modulus of columns, beams and slabs were selected as model parameters to be updated. Assuming the error between the measured mode and the calculated one follows a Gaussian distribution, the posterior probability density function (PDF) of the parameter to be updated is obtained and the uncertainty is quantitatively evaluated based on the Bayesian statistical theory and the Metropolis-Hastings algorithm, and then the optimal values of model parameters can be obtained. The results show that the difference between the calculated frequency of the finite element model and the measured one is reduced, and the modal correlation of the mode shape is improved. The updated numerical model can be used to evaluate the safety of the structure as a benchmark model for structural health monitoring (SHM).

Effects of macroporosity and double porosity on noise control of acoustic cavity

  • Sujatha, C.;Kore, Shantanu S.
    • Advances in aircraft and spacecraft science
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    • 제3권3호
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    • pp.351-366
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    • 2016
  • Macroperforations improve the sound absorption performance of porous materials in acoustic cavities and in waveguides. In an acoustic cavity, enhanced noise reduction is achieved using porous materials having macroperforations. Double porosity materials are obtained by filling these macroperforations with different poroelastic materials having distinct physical properties. The locations of macroperforations in porous layers can be chosen based on cavity mode shapes. In this paper, the effect of variation of macroporosity and double porosity in porous materials on noise reduction in an acoustic cavity is presented. This analysis is done keeping each perforation size constant. Macroporosity of a porous material is the fraction of area covered by macro holes over the entire porous layer. The number of macroperforations decides macroporosity value. The system under investigation is an acoustic cavity having a layer of poroelastic material rigidly attached on one side and excited by an internal point source. The overall sound pressure level (SPL) inside the cavity coupled with porous layer is calculated using mixed displacement-pressure finite element formulation based on Biot-Allard theory. A 32 node, cubic polynomial brick element is used for discretization of both the cavity and the porous layer. The overall SPL in the cavity lined with porous layer is calculated for various macroporosities ranging from 0.05 to 0.4. The results show that variation in macroporosity of the porous layer affects the overall SPL inside the cavity. This variation in macroporosity is based on the cavity mode shapes. The optimum range of macroporosities in poroelastic layer is determined from this analysis. Next, SPL is calculated considering periodic and nodal line based optimum macroporosity. The corresponding results show that locations of macroperforations based on mode shapes of the acoustic cavity yield better noise reduction compared to those based on nodal lines or periodic macroperforations in poroelastic material layer. Finally, the effectiveness of double porosity materials in terms of overall sound pressure level, compared to equivolume double layer poroelastic materials is investigated; for this the double porosity material is obtained by filling the macroperforations based on mode shapes of the acoustic cavity.

Numerical simulation of wind loading on roadside noise mitigation structures

  • TSE, K.T.;Yang, Yi;Shum, K.M.;Xie, Zhuangning
    • Wind and Structures
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    • 제17권3호
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    • pp.299-315
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    • 2013
  • Numerical research on four typical configurations of noise mitigation structures and their characteristics of wind loads are reported in this paper. The turbulence model as well the model parameters, the modeling of the equilibrium atmospheric boundary layer, the mesh discretization etc., were carefully considered in the numerical model to improve the numerical accuracy. Also a numerical validation of one configuration with the wind tunnel test data was made. Through detailed analyses of the wind load characteristics with the inclined part and the wind incidence angle, it was found that the addition of an inclined part to a noise mitigation structure at-grade would affect the mean nett pressure coefficients on the vertical part, and that the extent of this effect depends on the length of the inclined part itself. The magnitudes of the mean nett pressure coefficients for both the vertical part and the inclined part of noise mitigation structure at-grade tended to increase with length of inclined part. Finally, a comparison with the wind load code British/European Standard BS EN 1991-1-4:2005 was made and the envelope of the mean nett pressure coefficients of the noise mitigation structures was given for design purposes. The current research should be helpful to improve current wind codes by providing more reasonable wind pressure coefficients for different configurations of noise mitigation structures.

Hybrid RANS and Potential Based Numerical Simulation for Self-Propulsion Performances of the Practical Container Ship

  • Kim, Jin;Kim, Kwang-Soo;Kim, Gun-Do;Park, Il-Ryong;Van, Suak-Ho
    • Journal of Ship and Ocean Technology
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    • 제10권4호
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    • pp.1-11
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    • 2006
  • The finite volume based multi-block RANS code, WAVIS developed at MOERI is applied to the numerical self-propulsion test. WAVIS uses the cell-centered finite volume method for discretization of the governing equations. The realizable $k-{\epsilon}$ turbulence model with a wall function is employed for the turbulence closure. The free surface is captured with the two-phase level set method and body forces are used to model the effects of a propeller without resolving the detail blade flow. The propeller forces are obtained using an unsteady lifting surface method based on potential flow theory. The numerical procedure followed the self-propulsion model experiment based on the 1978 ITTC performance prediction method. The self-propulsion point is obtained iteratively through balancing the propeller thrust, the ship hull resistance and towing force that is correction for Reynolds number difference between the model and full scale. The unsteady lifting surface code is also iterated until the propeller induced velocity is converged in order to obtain the propeller force. The self-propulsion characteristics such as thrust deduction, wake fraction, propeller efficiency, and hull efficiency are compared with the experimental data of the practical container ship. The present paper shows that hybrid RANS and potential flow based numerical method is promising to predict the self-propulsion parameters of practical ships as a useful tool for the hull form and propeller design.